D-Galactose catabolism in archaea: Operation of the DeLey-Doudoroff pathway in Haloferax volcanii.
D-Galactose catabolism in archaea: Operation of the DeLey-Doudoroff pathway in Haloferax volcanii.
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古细菌中的 D-半乳糖分解代谢：Haloferax volcanii 中 DeLey-Doudoroff 通路的运作
DOI：
10.1093/femsle/fnaa029
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发表时间：
2020
影响因子：
2.1
通讯作者：
Schönheit P.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tästensen JB;Johnsen U;Reinhardt A;Ortjohann M;Schönheit P.
研究发现，嗜盐古菌Haloferax volcanii以D-半乳糖为碳源和能源生长。在这里，我们报告了一个全面的分析D-半乳糖催化剂H。火山基因组分析表明，一组编码D-半乳糖降解的DeLey-Doudoroff途径的推定酶的基因，包括半乳糖脱氢酶、半乳糖酸脱氢酶、2-酮-3-脱氧半乳糖酸激酶和2-酮-3-脱氧-6-磷酸半乳糖酸（KDPGal）醛缩酶。重组半乳糖脱氢酶和半乳糖酸脱氢酶分别对D-半乳糖和半乳糖酸表现出高特异性，而KDPGal醛缩酶在利用KDPGal和C4差向异构体2-酮基-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸作为底物时是混杂的。用敲除突变体的生长研究表明半乳糖脱氢酶、半乳糖酸酯酶和KDPGal醛缩酶在D-半乳糖降解中的功能参与。此外，转录调节因子GacR被鉴定，其被表征为DeLey-Doudoroff途径基因的激活剂。最后，基因编码的ABC转运蛋白和敲除突变体的底物结合蛋白表明，这种转运蛋白在D-半乳糖摄取的功能参与。这是第一次报道D-半乳糖降解通过DeLey-Doudoroff途径在古菌域。
The haloarchaeonHaloferax volcaniiwas found to grow on D-galactose as carbon and energy source. Here we report a comprehensive analysis of D-galactose catabolism inH. volcanii. Genome analyses indicated a cluster of genes encoding putative enzymes of the DeLey–Doudoroff pathway for D-galactose degradation including galactose dehydrogenase, galactonate dehydratase, 2-keto-3-deoxygalactonate kinase and 2-keto-3-deoxy-6-phosphogalactonate (KDPGal) aldolase. The recombinant galactose dehydrogenase and galactonate dehydratase showed high specificity for D-galactose and galactonate, respectively, whereas KDPGal aldolase was promiscuous in utilizing KDPGal and also the C4 epimer 2-keto-3-deoxy-6-phosphogluconate as substrates. Growth studies with knock-out mutants indicated the functional involvement of galactose dehydrogenase, galactonate dehydratase and KDPGal aldolase in D-galactose degradation. Further, the transcriptional regulator GacR was identified, which was characterized as an activator of genes of the DeLey–Doudoroff pathway. Finally, genes were identified encoding components of an ABC transporter and a knock-out mutant of the substrate binding protein indicated the functional involvement of this transporter in D-galactose uptake. This is the first report of D-galactose degradation via the DeLey–Doudoroff pathway in the domain of archaea.
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